9.2液體的壓強(qiáng)（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.經(jīng)歷探究液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，認(rèn)識(shí)液體壓強(qiáng)與液體深度和密度的關(guān)系，能準(zhǔn)確陳述液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)。會(huì)利用液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)解釋有關(guān)現(xiàn)象。2.能熟練寫(xiě)出液體壓強(qiáng)公式，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。3.能說(shuō)出連通器的特點(diǎn)，并能舉出一些常見(jiàn)連通器的實(shí)例。【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)的大小。【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】應(yīng)用液體壓強(qiáng)特點(diǎn)和液體壓強(qiáng)公式解決實(shí)際問(wèn)題。【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問(wèn)題：1．壓強(qiáng)計(jì)：是測(cè)量液體內(nèi)部的器材；放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體的壓強(qiáng)越大，U形管左右兩側(cè)液面越大。2.液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小；深度越大，壓強(qiáng)越；液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還與液體的有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。3.液體壓強(qiáng)的大小：p＝。由該式可知：液體壓強(qiáng)的大小只與液體的和液體的有關(guān),而與液體的體積、質(zhì)量，與浸入液體中物體的密度（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）。4．連通器上端、下端的容器叫作連通器。特點(diǎn)是：當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是的。生活中常見(jiàn)的連通器，例如茶壺、鍋爐水位計(jì)等它們都是利用連通器的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的功能的。請(qǐng)你再舉一些連通器的實(shí)例：、等。【合作探究】探究一、液體壓強(qiáng)的特點(diǎn)1.液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)（1）現(xiàn)象探究①實(shí)驗(yàn)一：如圖所示，有一個(gè)兩端開(kāi)口的玻璃圓筒，下端扎有橡皮膜，橡皮膜表面原來(lái)與筒口相平，當(dāng)?shù)谷胨螅鹌つ?huì)向下凸出。表明水對(duì)容器的有向下的壓強(qiáng)。②實(shí)驗(yàn)二：在開(kāi)口的礦泉水瓶上扎個(gè)小孔，水從小孔噴出的情況如圖甲所示，液體能從礦泉水瓶側(cè)壁的孔噴出，表明水對(duì)容器有壓強(qiáng)。如圖乙所示，將底部和側(cè)壁套有橡皮膜的空塑料瓶豎直壓入水中，觀察橡皮膜的變化情況。實(shí)驗(yàn)中豎直向下按壓瓶子時(shí)，底部和側(cè)壁的橡皮膜向瓶?jī)?nèi)凹，表明水內(nèi)部向各個(gè)都有壓強(qiáng)。甲乙（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)。（3）液體產(chǎn)生壓強(qiáng)的原因：液體受到重力，對(duì)容器底部有壓力，所以會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)；液體具有流動(dòng)性，所以對(duì)容器側(cè)壁有壓強(qiáng)。2.探究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)【進(jìn)行猜想】由上圖甲中的實(shí)驗(yàn)可以看到，容器中液面的深度不同，從容器側(cè)壁孔中噴出的液體射得距離不同，由此想到液體壓強(qiáng)的大小可能與有關(guān)。如下圖所示，同樣的兩個(gè)容器，分別裝滿水和酒精，水比酒精重，所以水比酒精對(duì)容器底部的壓強(qiáng)更大，由此想到液體壓強(qiáng)的大小可能與液體的有關(guān)。【實(shí)驗(yàn)器材】U形管壓強(qiáng)計(jì)、盛水容器、硫酸銅溶液等。（1）U形管壓強(qiáng)計(jì)①作用：測(cè)量液體內(nèi)部壓強(qiáng)。②構(gòu)造：觀察圖可知，液體壓強(qiáng)計(jì)主要由U形管、橡皮管、探頭（由空金屬盒蒙上橡皮膜構(gòu)成）三部分組成。（3）原理：放在液體里的探頭上的橡皮膜受到液體壓強(qiáng)的作用會(huì)發(fā)生形變，U形管左右兩側(cè)液面就會(huì)產(chǎn)生高度差，高度差的大小反映了橡皮膜所受壓強(qiáng)的大小，液面的高度差越大，壓強(qiáng)越大。這運(yùn)用了科學(xué)方法中的法。（4）壓強(qiáng)計(jì)的使用，應(yīng)注意三點(diǎn)①實(shí)驗(yàn)前應(yīng)檢查蒙在金屬盒上的橡皮膜、連接用的橡皮管及各連接處是否漏氣。常用方法是用手輕按橡皮膜，觀察壓強(qiáng)計(jì)U形管兩側(cè)液面的高度差是否發(fā)生變化，如果變化，說(shuō)明不漏氣；如果不變，說(shuō)明漏氣，則要查出原因，加以修整。②當(dāng)壓強(qiáng)計(jì)的橡皮膜沒(méi)有受到壓強(qiáng)時(shí)，U形管中的液面應(yīng)該是相平的，若出現(xiàn)高度差，需要將橡皮管取下，再重新安裝。③不能讓壓強(qiáng)計(jì)U形管中液面的高度差過(guò)大，以免使部分有色液體從管中流出，如果流出了，要把連接用的橡皮管取下重新連接。【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）我們采用控制變量的方法來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，分別僅改變U形管壓強(qiáng)計(jì)的金屬盒的方向、深度或換用不同液體等，根據(jù)U形管兩管液面高度差的變化來(lái)研究液體壓強(qiáng)與哪些因素有關(guān)。（2）探究液體壓強(qiáng)與方向的關(guān)系：控制探頭深度和液體密度相同，改變U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭的方向。（3）探究液體壓強(qiáng)與深度的關(guān)系：控制探頭方向相同、液體密度相同，増加深度。（4）探究液體壓強(qiáng)與液體密度的關(guān)系：控制探頭深度和方向均相同，換用不同的液體。【實(shí)驗(yàn)步驟】操作1：保持U形管壓強(qiáng)計(jì)探頭在水中的深度不變；改變探頭的方向，分別沿水平向上、水平向下、沿豎直方向，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面的高度差Δh相等。操作2：保持液體的種類(lèi)不變（水）、探頭在水中的方向不變（水平向下），逐漸增加探頭在水中的深度，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：U形管液面高度差Δh1＜Δh2＜Δh3操作3：把壓強(qiáng)計(jì)的探頭分別放入水、酒精中，控制深度相同、探頭所對(duì)某一方向不變，觀察并記錄U形管液面的高度差。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：Δh水＞Δh酒精【分析論證】①由操作1可得出：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)。②由操作2可得出：同種液體，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨的增加而增大。③由操作3可得出：液體內(nèi)部的壓強(qiáng)跟液體有關(guān)。深度相同時(shí)，液體密度越大，液體內(nèi)部的壓強(qiáng)越大。【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】大量實(shí)驗(yàn)表明：在液體內(nèi)部的同一深度，向各個(gè)方向的壓強(qiáng)大小相等；深度越大，壓強(qiáng)越大；液體內(nèi)部壓強(qiáng)的大小還與液體的密度有關(guān)，在深度相同時(shí)，液體的密度越大，壓強(qiáng)越大。【交流討論】【演示實(shí)驗(yàn)】【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】4.與液體壓強(qiáng)有關(guān)的現(xiàn)象（1）在醫(yī)院輸液時(shí)，要把藥液提高到一定的高度。（2）修建水壩時(shí)上窄下寬；（3）我國(guó)“奮斗者”號(hào)潛水器下潛深度可達(dá)萬(wàn)米。（4）潛水員在不同的深度使用不同的潛水服。【例題1】如圖所示是用壓強(qiáng)計(jì)“研究液體內(nèi)部的壓強(qiáng)”的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在使用壓強(qiáng)計(jì)前，發(fā)現(xiàn)U形管左右兩側(cè)的水面有一定的高度差，如圖甲，其調(diào)節(jié)的方法是（選填“A”或“B”），使U形管左右兩側(cè)的水面相平；A．將右側(cè)支管中高出的水倒出B．取下軟管重新安裝（2）比較圖中的乙和丙圖，可以得到：液體的壓強(qiáng)與有關(guān)。比較圖中兩圖，可以得液體的壓強(qiáng)與液體密度有關(guān)。探究二、液體壓強(qiáng)的大小1.推導(dǎo)液體壓強(qiáng)計(jì)算公式用“理論推導(dǎo)法”推導(dǎo)。要想得到液面下某處的壓強(qiáng)，可以設(shè)想這里有一個(gè)水平放置的“平面”S。這個(gè)平面以上的液柱對(duì)平面的壓力等于液柱所受的重力，所以計(jì)算出液柱所受的重力是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。設(shè)想在密度為ρ的液面下有一高度為h、截面積為S的液柱。這個(gè)液柱體的體積：V=Sh這個(gè)液柱的質(zhì)量：m=這個(gè)液柱對(duì)平面的壓力：F=G=mg=ρVg=ρgSh平面S受到的壓強(qiáng)：p== 因此，液面下深度為h處液體的壓強(qiáng)為p=2.理解液體壓強(qiáng)公式p=ρgh（1）壓強(qiáng)公式中的物理量及其單位ρ表示液體的密度，單位為千克/米3（kg/m3）h表示液體的深度，單位為米(m）g為常數(shù)，大小為9.8N/kgp表示液體在深度為h處的壓強(qiáng)，單位為帕（Pa）。公式中的物理量單位全部使用國(guó)際單位。（2）深度h：指液面到某點(diǎn)的豎直距離，而不是高度。如圖所示，容器底部的深度為cm，A點(diǎn)的深度為cm。（4）帕斯卡破桶實(shí)驗(yàn)帕斯卡在1648年，曾經(jīng)做了一個(gè)著名的實(shí)驗(yàn)：他用一個(gè)密閉的裝滿水的木桶，在桶蓋上插入一根細(xì)長(zhǎng)的管子，從樓房的陽(yáng)臺(tái)上向細(xì)管子里灌水。結(jié)果只灌了幾杯水，竟把桶壓裂了。【分析】由于細(xì)管子的容積較小，幾杯水灌進(jìn)去，大大提高了水的，從而對(duì)水桶產(chǎn)生很大的壓強(qiáng)，這個(gè)壓強(qiáng)就對(duì)桶壁在各個(gè)方向產(chǎn)生很大的壓力，把桶壓裂了。“帕斯卡裂桶實(shí)驗(yàn)”說(shuō)明：同種液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)取決于液體的，與液體的質(zhì)量、重力等因素?zé)o關(guān)。【例題2】一個(gè)魚(yú)缸用隔板隔開(kāi)兩半，分別裝入體積相等的淡水和海水（ρ淡水=1g/cm3，ρ海水=1.1g/cm3），兩邊水面相平，則（）A．a(chǎn)、b點(diǎn)的壓強(qiáng)相等 B．裝入水的質(zhì)量相等C．裝入海水的質(zhì)量較小 D．a(chǎn)點(diǎn)的壓強(qiáng)較大【例題3】有人說(shuō)，設(shè)想你在萬(wàn)米深的“奮斗者”號(hào)全海載人潛水器中把一只腳伸到外面的水里，海水對(duì)你腳背的壓力相當(dāng)于2000個(gè)人所受的重力！”海水的壓力果真有這么大嗎？請(qǐng)通過(guò)估算加以說(shuō)明。探究三、連通器1.連通器

（1）連通器的概念：上端、下端的容器叫作連通器。注意連通器的特征：底部互相連通；容器上端都開(kāi)口；與形狀無(wú)關(guān)。（2）連通器的特點(diǎn)①實(shí)驗(yàn)探究：如圖乙所示，將兩根玻璃管下端用橡皮管連在一起，管中注入適量的水，將其中一根玻璃管固定在鐵架臺(tái)上，手持另一根玻璃管，做成一個(gè)連通器，當(dāng)在連通器中注入水后，就可以研究連通器的特點(diǎn)。在連通器中加水，保持一個(gè)管筒不動(dòng)，使另一個(gè)管筒升高、降低或傾斜，待水面靜止時(shí)觀察兩筒中水面高度。發(fā)現(xiàn)當(dāng)水靜止時(shí)，兩筒中水面總是相平。甲乙②連通器的特點(diǎn)：當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是的。③利用液體壓強(qiáng)知識(shí)解釋連通器的特點(diǎn)如圖所示，想象在連通器底部液體中有一個(gè)豎直方向的很薄的液片，我們用它作為研究對(duì)象。液片兩側(cè)受到的壓力分別是F1和F2，液片靜止時(shí)，由二力平衡條件可知F1=F2。設(shè)液體密度為ρ、液片面積為S、連通器兩側(cè)液面的高度分別為h1和h2。則ρgh1S=ρgh2S，由此可得h1=h2。這表明當(dāng)液體不流動(dòng)時(shí)，連通器各部分容器中液面的高度總是相同的。2.連通器的應(yīng)用（1）茶壺：茶壺的壺身與壺嘴構(gòu)成，如果壺嘴太高，則倒不出水；如果壺嘴太低，則裝不滿水，如圖所示。（2）鍋爐水位計(jì)：能通過(guò)觀察水位計(jì)的玻璃管中的水位了解鍋爐內(nèi)的水位，如圖所示。

（3）洗手間下水管：U形管存水彎頭是一個(gè)連通器，正常使用時(shí)應(yīng)充滿水，阻礙下水道內(nèi)的臭味從下水管進(jìn)入洗手間內(nèi)，如圖所示。（4）乳牛自動(dòng)喂水器：儲(chǔ)水槽與飲水槽構(gòu)成，水位不相平時(shí)水就能流動(dòng)，使水槽內(nèi)始終有水，如圖所示。

（5）水塔的供水系統(tǒng)：水塔和自來(lái)水管道構(gòu)成，水塔中的水位比水龍頭處高，打開(kāi)水龍頭時(shí)由于水位要保持相平，水便從水龍頭處流出。（6）過(guò)路涵洞：涵洞和兩側(cè)的水渠構(gòu)成，引水灌溉時(shí)，渠水從路面下面的涵洞穿過(guò)公路，如圖所示。3．船閘【想一想】三峽大壩高185m，長(zhǎng)2309.5m，是世界上最大的水力發(fā)電站，輪船是怎樣翻過(guò)三峽大壩的呢？原來(lái)，人們?cè)谌龒{大壩側(cè)邊修建了一個(gè)巨大的連通器——船閘。（1）船閘的基本構(gòu)造：船閘由閘室和上、下游閘門(mén)以及上、下游閥門(mén)組成（見(jiàn)甲圖）。（2）船閘的工作過(guò)程①一艘輪船由上游通過(guò)船閘駛往下游的情況。②自行分析輪船由下游通過(guò)船閘駛往上游的情況。（3）三峽船閘：三峽船閘總長(zhǎng)1621m。是世界上最大的船閘。船只在船閘中要經(jīng)過(guò)5個(gè)閘室使船體逐次升高（或降低）。每個(gè)閘室水位變化超過(guò)20m，因而三峽船閘的閘門(mén)非常高大，其首級(jí)人字閘門(mén)每扇門(mén)高近40m，寬近20m，如果平放在地面上，有兩個(gè)籃球場(chǎng)大。倘若門(mén)外的水壓在閘門(mén)上，設(shè)想有10萬(wàn)人每人都用1000N的力來(lái)頂著門(mén)，也抵擋不住水的壓力，可見(jiàn)水對(duì)閘門(mén)壓力之大。為此，三峽船閘的閘門(mén)足足有3m厚，無(wú)愧是“天下第一門(mén)”。【例題4】下列各圖不屬于連通器的是（）ABCD【例題5】三峽大壩是我國(guó)的宏偉工程。（1）船閘是利用_______的原理工作的。如圖1是輪船開(kāi)往下游時(shí)進(jìn)入閘室后，欲到下游時(shí)的示意圖，下一步應(yīng)先打開(kāi)______，再打開(kāi)_____。（選填“閥門(mén)A”“閥門(mén)B”“閘門(mén)C”或“閘門(mén)D”）（2）如圖2所示，大壩設(shè)計(jì)成了上窄下寬的形狀，原因是_______。【精講點(diǎn)撥】1.液體壓強(qiáng)公式P＝ρgh是經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)得出的，但具有普遍意義，可以計(jì)算任意液體在某一深度的壓強(qiáng)。注意計(jì)算液體的壓強(qiáng)也可以用p=F/S。2.液體內(nèi)部壓強(qiáng)壓強(qiáng)的特點(diǎn)（1）液體內(nèi)部向各個(gè)方向都有壓強(qiáng)，并且在同種液體相同深度處向各個(gè)方向的壓強(qiáng)相等。（2）液體內(nèi)某點(diǎn)的壓強(qiáng)只與液體的密度和該點(diǎn)的深度有關(guān)，與液體的質(zhì)量、液體的體積、形狀等因素?zé)o關(guān)。3.理解公式p=pgh中的深度h：深度是指研究點(diǎn)到自由液面的豎直距離，不一定是高度，做題時(shí)一定要分清所給數(shù)據(jù)是深度還是高度。4.比較液體壓強(qiáng)大小的方法（1）同種液體：深度相同，壓強(qiáng)相等；深度不同，深度h越大，壓強(qiáng)p越大。（2）不同液體：深度相同，密度ρ越大，壓強(qiáng)p越大；深度不同，根據(jù)p=pgh判斷。5.連通器液面相平的條件：連通器里只有同種液體且液體靜止。連通器里如果盛有兩種不同液體時(shí)，液面不相平。各種連通器都是利用連通器的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的功能的。【歸納整理】第2節(jié)液體的壓強(qiáng)【課堂練習(xí)】1．如圖所示，裝有水的塑料袋底部發(fā)生了形變，這是因?yàn)樗艿搅Φ淖饔茫瑥亩鴮?duì)塑料袋底部產(chǎn)生壓強(qiáng)；若用手?jǐn)D壓袋子的側(cè)壁，放手后塑料袋恢復(fù)原狀，這是因?yàn)橐后w具有性，所以對(duì)塑料袋側(cè)壁也產(chǎn)生了壓強(qiáng)：在水中不同位置的Ａ、Ｂ兩點(diǎn)，受到水的壓強(qiáng)較大的是點(diǎn)處。2.3．同種液體內(nèi)部的壓強(qiáng)隨的增加而增大。如圖所示，容器中盛有水，則A處的深度是cm，B處水產(chǎn)生的壓